以溶胶?凝胶法制备锂离子电池Li₂ZnTi₃O₈（LZTO）负极材料，考察退火温度和退火时间对LZTO电化学性能的影响，得到了最佳工艺条件：退火温度为700 ℃，退火时间为3 h。在最佳工艺条件下制备的LZTO中添加络合剂柠檬酸进行了改性。结果表明，当金属离子与柠檬酸的物质的量比为2.00∶1.50时，制备的样品LZTO?2/1.50颗粒小、分散均匀，表现出良好的电化学性能；当电流密度为0.5 A/g时，恒流充放电300次后放电比容量为203.6 mA·h/g。

通过改变Ba₂FeMoO_6-δ （BFM）中Fe与Mo的物质的量比调控双钙钛矿晶格B位有序性，制备了一种高性能新型SOFC双钙钛矿阳极材料Ba₂Fe_1.3Mo_0.7O_6-δ （BFM_0.7）。结果表明，BFM_0.7在H₂中600~800 ℃的电导率为15.0~20.0 S/cm，远高于SOFC电极的最低标准（0.1 S/cm）。BFM_0.7用作SOFC阳极时，单电池在850 ℃的最大功率密度和极化阻抗分别为1 149 mW/cm²和0.15 Ω·cm²。相比于BFM阳极，BFM_0.7的性能显著提高。此外，BFM_0.7阳极电池连续工作39 h性能无衰减，表明BFM_0.7阳极具有优异的电化学稳定性。

单层双面神结构过渡金属硫化物具有低维度、高迁移率以及奇特的电子结构性质，因此其在电子学和光电子学器件方面具有潜在的应用前景。由单层双面神结构过渡金属硫化物和基底材料制成的器件，很容易因基底材料和单层双面神结构过渡金属硫化物的晶格失配，导致单层双面神结构过渡金属硫化物受基底材料的应力，因此通过拉曼散射系统研究双轴应变对单层双面神结构MoSSe物性的影响具有重要意义。系统研究了双轴调控下单层双面神结构MoSSe的原子结构、电子结构、声子结构和拉曼散射特性。结果表明，在双轴应变调控下，单层双面神结构MoSSe的电子能带带隙出现了直接与间接的转换；随着压应变的减小和拉应变的增加，3个拉曼特征峰（E¹、E²、A {}_{\mathrm{1}}^{\mathrm{1}} ）的频率都发生了单调红移，而A {}_{\mathrm{1}}^{\mathrm{2}} 的拉曼特征峰在压应变减小的过程中出现了反常的蓝移；随着压应变的减小和拉应变的增加，双重简并模式（E¹、E²）的拉曼强度单调增加，单重简并模式的拉曼强度单调减小，而A {}_{\mathrm{1}}^{\mathrm{1}} 的拉曼强度先减小再增加。针对这些具有普遍性和特殊性的应变效应，通过建模进行了研究。结果表明，基于特征峰频率和强度随应变的变化差异，可以通过特征峰之间的频率差和强度比，快速定量化双面神结构材料的应变类型和大小。

降凝剂可以有效地改善生物柴油的低温流动性，采用溶液聚合法制备了甲基丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸羟乙酯和马来酸酐的共聚物（AHM），并考察了AHM对生物柴油降凝效果的影响。采用红外光谱（IR）对甲基丙烯酸十六酯和AHM进行了表征。通过单因素实验的方法确定了AHM的最佳反应条件：n(甲基丙烯酸十六酯)/n(甲基丙烯酸羟乙酯)/n(马来酸酐)=2∶1∶2，引发剂质量分数为3.0%，溶剂质量分数为65%，反应时间为3 h，反应温度为85 ℃。当AHM质量分数为0.7%时，生物柴油的凝点降低12 ℃。采用偏光显微镜观察了加入降凝剂后生物柴油在低温下析出的蜡晶形态，其形态更加均匀致密。

采用溶胶凝胶法合成一种Ruddlesden?Popper(R?P)型富钴的新型层状钙钛矿型阴极材料La_1.5Ca_0.5Ni_0.2Co0.8O_4+δ (LCNC)，并进行了电化学性能测试。结果表明，LCNC在空气中400~800 ℃下的电导率为4~58 S/cm，优于多数SOFC阴极材料；在800 ℃下测得对称电池LCNC|LSGM|LCNC的极化阻抗为0.16 Ω·cm²，该电极基于300 μm厚La_0.9Sr_0.1Ga_0.8Mg_0.2O_3-δ (LSGM)支撑的单电池的最大功率密度为527 mW/cm²，且连续工作50 h后单电池性能仅略微衰减；LCNC是一种具有潜力的SOFC阴极材料。

单层Janus MoSSe拉曼光谱中出现的双共振峰，是材料特征的重要指纹。但是，这些双共振峰尚存在起源理解不清、机制亟需澄清的问题。基于密度泛函理论、量子高阶微扰理论和群论分析，系统研究了单层Janus MoSSe的双共振拉曼光谱。研究发现，单层Janus MoSSe的电?光共振耦合过程的倒格子波矢依赖于激光能量，在第一布里渊区中任意波矢 q_vec都可能出现。基于群论分析，推导出产生双共振拉曼活性的对称性条件，并阐明了在Janus结构体系中出现大量双共振拉曼峰的根本原因。研究结果可为理解二维Janus结构体系中发生的双共振拉曼过程提供理论指导，并为澄清双共振拉曼峰的起源提供合理的理论手段。

固体氧化物燃料电池(SOFC)作为一种能量转换装置，因其清洁高效的工作方式，受到了社会各界的广泛关注和重视。阳极是SOFC的重要组成部分，寻找具有良好燃料催化活性的阳极材料是SOFC领域材料研究的重点工作。近年来，钼酸盐基钙钛矿材料作为SOFC阳极，在中低温区显示了优异的电导率和电化学性能，受到了国内外众多课题组的广泛关注。综述了钼酸盐基钙钛矿作为SOFC阳极的研究进展，从理论和实验的角度总结了不同掺杂情况对材料性能的影响，为今后材料的相关研究提供指导性的意见。

Mg²⁺作为一种电化学惰性的阳离子，由于其离子半径(0.072 nm)与Li⁺的离子半径（0.076 nm）相近，因此被广泛应用于取代富锂层状氧化物(LLOs)材料中Li⁺的位置。然而，Mg²⁺对LLOs材料晶体结构的影响还存在争议。利用溶胶凝胶法成功制备了一系列Mg²⁺掺杂富锂正极材料Li_1.2-x Mg _x Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13O₂，通过X射线衍射仪和X射线光电子能谱等对其晶体结构和元素价态进行了系统的研究。结果表明，Mg²⁺掺杂导致LLOs材料晶胞参数的增加。通过与Li_1.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13O₂材料的电化学性能对比发现，Mg²⁺掺杂有效地提高了LLOs材料的电化学性能。经过优化后，Mg?0.03样品展现出最优异的电化学性能，在0.1 C倍率下的初始放电比容量为291.9 mA?h/g，首圈库伦效率为78.40%。

采用H_4x/3Ti_2-x/3□ _x/3O₄·nH₂O（HTO）为前驱体原料，通过水浴浸渍的方式在HTO的表面负载纳米级氧化钛颗粒（ST01），采用焙烧的方法拓扑合成TiO₂同质结构复合材料。利用X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）等测试手段，详细研究了焙烧温度对TiO₂相变过程的影响。结果表明，HTO随着温度的升高逐渐由单斜结构的TiO₂（B）转变成锐钛矿结构，再转变至金红石结构，且形成多种不同结构、组成的TiO₂同质复合体材料。以罗丹明B（RhB）为污染物模型进行降解实验，600 ℃时样品的光催化活性明显高于其他样品，主要是由于此时样品的电子与空穴分离效率较高，说明同质复合体TiO₂结构和组成影响了其光催化活性。此外，染料敏化太阳能电池（DSSCs）实验表明，600 ℃时样品的光电性能较高，其原因是二维片状形貌有助于光生载流子的快速迁移。

静电纺丝是一种使聚合物在高压静电场作用下进行拉伸纺丝的纤维制造工艺。静电纺丝制备方法简单，成本低且易纺出微纳米级的纤维，在材料化学领域被广泛应用。采用硫杂杯芳烃构筑的多硫高核笼簇化合物（Co₄₈）为负载物，以聚丙烯腈（PAN）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）共混物（PAN/PMMA）为纺丝载体，通过静电纺丝技术，制备了负载Co₉S₈纳米颗粒的碳纳米纤维（Co₉S₈@CNFs）。分别以PAN和PMMA质量比为10∶0、7∶3和5∶5的纺丝载体制备复合物纳米纤维，将其热处理后得到的碳纳米纤维复合材料作为电极材料用于锂离子电池材料的研究。与Co₄₈晶体煅烧的产物相比，PAN和PMMA的加入对最终产物的电化学有促进作用。由PAN和PMMA混合物制备的复合物材料兼具较高比容量、良好循环稳定性以及倍率性能。

以β?环糊精(β?CD)为单体、环氧氯丙烷为交联剂，在碱性介质中合成了Fe₃O₄改性的β?环糊精聚合物(β?CDP@Fe₃O₄)。在静态和动态条件下，研究了β?CDP@Fe₃O₄对双酚A (BPA)的吸附性能。静态实验结果表明，采用0.10 g β?CDP@Fe₃O₄对100 mg/L BPA（pH=5.6）吸附，其平衡吸附量为45.600 mg/g，吸附率为91.3%，饱和吸附量为113.600 mg/g。动态实验结果表明，液时空速越小，吸附剂利用率越高，且随着BPA质量浓度的增加，吸附穿透时间和饱和时间均呈下降趋势。同时，探讨了β?CDP@Fe₃O₄的合成及吸附机理。β?CDP@Fe₃O₄对BPA的快速吸附是通过氢键和疏水作用实现的。β?CDP@Fe₃O₄具有良好的再生性能，经过6次静态吸附?解吸循环和3次动态吸附?解吸循环后，吸附性能均无明显变化。

质子传导材料是传感器和燃料电池的重要组成部分，近年来人们对晶态质子传导材料的研究主要集中在金属有机框架材料（MOF）方面。镧系金属有机框架（Ln?MOF）是MOF家族的重要一员，镧系离子因具有较强的配位能力、路易斯酸性和复杂的功能性，容易形成稳定的多样性骨架。对主体骨架中引入不同功能性酸基团（羧酸、膦酸或磺酸基团等）的Ln?MOF材料在质子传导方面的研究进展进行综述，并对Ln?MOF材料在质子传导研究中面临的挑战做出展望。

通过对WO _x /SiO₂催化剂载体的筛选和WO _x 负载量的考察，成功筛选出一种性能优异的国产SiO₂载体，运用氮气物理吸附、XRD、Raman光谱和TEM/EDS对催化剂结构进行表征，考察了WO _x 物种在载体上的分散情况和乙烯与丁烯歧化制丙烯的催化反应性能，并与国外某商业催化剂的性能进行了对比。结果表明，当国产载体S?SiO₂的WO _x 负载量阈值为8%时，催化剂显示出最佳催化活性和选择性；与商业催化剂的催化性能相比，其催化活性高近10%，且稳定性和选择性相当；关联结构表征结果证实，WO _x 物种在载体上的分散特征是影响催化性能的关键因素，SiO₂载体和负载量也是影响WO _x 物种分散状态的关键。本研究可为高效烯烃歧化反应WO _x /SiO₂催化剂的国产化，尤其是国产SiO₂载体的选择提供依据。

以膨胀蛭石为支撑材料，真空浸渍癸酸?月桂酸二元相变材料，合成了癸酸?月桂酸/膨胀蛭石复合相变储热材料；采用红外光谱仪、扫描电镜、热分析仪、差示扫描量热仪及热循环实验，对癸酸?月桂酸/膨胀蛭石复合相变材料的化学兼容性、微观形貌、稳定性、热物性及可靠性进行了分析。结果表明，癸酸?月桂酸/膨胀蛭石复合相变储热材料的融化和凝固相变温度分别为18.42 ℃和17.51 ℃，相变潜热分别为66.9 J/g和62.9 J/g；膨胀蛭石中癸酸?月桂酸的装载量可达52.97%，在工作温度范围内具有良好的热稳定性。此外，用癸酸?月桂酸/膨胀蛭石复合相变材料按一定比例替代细砂制备癸酸?月桂酸/膨胀蛭石基储能砂浆，对其力学及调温特性进行了研究。结果表明，癸酸?月桂酸/膨胀蛭石基储能砂浆具有应用于节能建筑的较大潜力。

以层状结构的钛酸盐HTO（H_4x/3Ti_2-x/3□ _x/3O₄?nH₂O）为原料，采用水热的方法合成了金红石型介观TiO₂晶体。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等测试手段，研究了反应温度对利用拓扑结构转变方式合成的金红石型介观TiO₂晶体材料的影响。结果表明，金红石型TiO₂晶体材料可以在反应体系pH为0.5的条件下得到，当反应温度升高到120 ℃时，形成了金红石型介观TiO₂晶体材料。以罗丹明B（RhB）为污染物模型进行了降解实验。结果表明，120 ℃时金红石型介观TiO₂晶体材料的光催化活性明显高于其他样品，主要是由于介观晶体具有较为特殊的电子传导特性，有助于电子与空穴的分离。染料敏化太阳能电池（DSSCs）实验结果表明，120 ℃时所形成的介观晶体结构有助于光生载流子的快速迁移，从而获得较高的电池特性。

拥有高导热性的金属纳米材料是强化气体水合物生成的理想促进剂，金属纳米材料包括金属基纳米颗粒、金属氧化物和类金属氧化物。针对不同种类金属纳米材料促进气体水合物生成的影响进行了综述，分别从金属纳米材料的浓度、粒径以及表面性质三个方面对水合物生成的诱导时间和气体消耗量等参数的影响进行了介绍。结果表明，金属基纳米颗粒的传热效果较好，部分金属氧化物和类金属氧化物对气体水合物的生成具有抑制作用；添加适量的金属纳米材料的浓度和粒径对水合物的生成有重要的影响；此外，金属纳米材料与化学试剂复配可明显提升纳米颗粒的分散稳定性，进而促进水合物的高效生成。

以Cu²⁺为中心离子、4, 4'?联吡啶（4,4'?bipy）为辅助配体，通过水热反应得到一个单核Cu配合物Cu_0.5(4,4'?bipy)(H₂O)·L·0.5(4,4'?bipy)·2H₂O（1） (NaL=3?羟基苯磺酸钠)。采用X?射线单晶衍射、元素分析以及红外光谱表征了其结构和组成。结果表明，Cu²⁺是六配位，呈扭曲的八面体配位构型，与四个4,4'?bipy分子的氮原子以及两个H₂O分子的氧原子配位；L^2-只平衡化合物1中的正电荷，不与Cu²⁺配位；Cu²⁺与4,4'?bipy和H₂O分子配位形成方格形层状结构[Cu(4,4'?bipy)₂(H₂O)₂]²⁺，L^2-的羟基以及游离的H₂O分子分别与层状结构中的H₂O分子形成氢键，提高了水分子的热稳定性；化合物1的荧光发射在409 nm，为配体内荧光发射；与NaL配体相比，发生轻微红移，可能是4,4'?bipy配体与Cu²⁺配位作用所致。

以纳米TiO₂为添加相，按一定比例添加B₂ O₃和H₃BO₃，采用高能球磨和粉末冶金法相结合的方法制备了体积分数为4%的纳米氧化物粒子增强Al基复合材料，最后在723 K的条件下以16∶1的挤压比制备了复合材料棒材。结果表明，经过4 h的球磨后，可以实现纳米氧化物在Al基体中的弥散分布；经过893 K的真空热压后，添加相与Al基体发生原位化学反应并生成了Al₂O₃等。当Ti与B物质的量比为1.0∶1.5时，复合材料的力学性能最优；同时，当B元素的先驱体化学成分不同时，复合材料的力学性能差异显著；TiO₂+H₃BO₃/Al在室温和623 K下的拉伸强度分别为507.7 MPa和151.3 MPa，展现出最高的室温力学性能；TiO₂+B₂O₃/Al在室温和623 K下的拉伸强度分别为353.7 MPa和167.1 MPa，展现出最佳的高温力学性能。

手性分子与等离激元的相互作用对调控手性修饰纳米结构的圆二色性（CD）起着至关重要的作用。然而，手性分子与金属直接发生相互作用时容易引发团聚，从而影响其光学特性。利用溶胶凝胶法在实验上合成了一种带有手性分子的核壳结构（Au@molecule@SiO₂），该结构由于SiO₂壳层的存在使颗粒在保留分子及金属特性的同时又具有很好的稳定性。通过测量具有对映手性分子的结构（Au@molecule@SiO₂）的紫外?可见吸收（UV）光谱和CD光谱，发现Au纳米颗粒（Au NPs）的等离激元共振位置（530 nm）具有手性分子诱导的CD信号。为了探究其内在物理机制，利用Mie理论进一步解释了530 nm处诱导的CD信号的来源，其主要来自手性核壳结构中电偶极子和磁偶极子的相互作用。该研究可为手性核壳结构的研究提供实验参考和有效的理论框架。